Fiche d’exercices de Rotation d’un solide avec corrigé

Fiche d’exercices de Rotation d’un solide gratuite et imprimable : 6 exercices, du niveau facile au niveau examen, avec corrigé. Imprimez-la ou enregistrez-la en PDF.

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
Or = 0,1 mL = 1 m1,1 m0,5 kg7,5 kg

Un pendule est constitué d’une barre mince homogène (0,5 kg, 1 m de long) articulée à son extrémité supérieure O, avec une sphère pleine de masse 7,5 kg et de rayon 0,1 m fixée à son extrémité inférieure. Le centre de la sphère est à 1,1 m sous O. Trouvez le moment d’inertie IO du pendule par rapport à O.

mrod = 0,5 kgL = 1 mmsphere = 7,5 kgr = 0,1 md = 1,1 m
IO = kg·m²
2.Facile
k = 0,4 mn = 1000 rpm110 kg

Un volant d’inertie de masse 110 kg a un rayon de giration de 0,4 m par rapport à son axe. Il tourne à 1000 rpm. Trouvez son énergie cinétique Ek en kJ.

M = 110 kgk = 0,4 mn = 1000 rpm
Ek = kJ
3.Moyen
15 kgaαM = 9,5 kgR = 0,15 m

Un bloc de 15 kg est suspendu à un câble léger enroulé sur une poulie, un disque plein homogène de masse 9,5 kg et de rayon 0,15 m qui tourne sur un axe horizontal sans frottement. Le bloc est lâché sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la tension T dans le câble.

m = 15 kgM = 9,5 kgR = 0,15 mg = 9,81 m/s²
T = N
4.Moyen
L = 1,3 mm = 17 kgα

Une barre mince homogène de masse 17 kg et de longueur 1,3 m est articulée à une extrémité et maintenue horizontale. Elle est lâchée sans vitesse initiale. Utilisez g = 9,81 m/s². Trouvez la force verticale R que l’articulation exerce sur la barre juste après le lâcher.

m = 17 kgL = 1,3 mg = 9,81 m/s²
R = N
5.Difficile
360 m/s10 g1,04 mL = 1,1 m3 kg

Une barre mince homogène de masse 3 kg et de longueur 1,1 m est suspendue au repos à un pivot sans frottement à son extrémité supérieure. Une balle de 10 g se déplaçant horizontalement à 360 m/s frappe la barre à 1,04 m sous le pivot et reste logée dedans. Trouvez la vitesse angulaire ω de la barre juste après le choc.

M = 3 kgL = 1,1 mm = 10 gv = 360 m/sd = 1,04 m
ω = rad/s
6.Difficile
θ = 30°vs = 3,5 m

Un corps (sphère creuse) part du repos et roule sans glisser sur une pente inclinée de 30° par rapport à l’horizontale. Utilisez g = 9,81 m/s². Son rayon est de 0,1 m. Trouvez sa vitesse angulaire ω après avoir roulé 3,5 m le long de la pente.

θ = 30°s = 3,5 mI = (2/3)·m·r²g = 9,81 m/s²r = 0,1 m
ω = rad/s

Corrigé

  1. 1. IO = 9,272 kg·m²
  2. 2. Ek = 96,5 kJ
  3. 3. T = 35,39 N
  4. 4. R = 41,69 N
  5. 5. ω = 3,067 rad/s
  6. 6. ω = 45,39 rad/s

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